隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )和數據通訊的開(kāi)展，人們對對稱(chēng)電纜的要求也越來(lái)越高，從幾年前帶寬為100MHz的五類(lèi)纜到今天高達1000MHz的數據纜，無(wú)疑是一個(gè)巨大的飛躍。
眾所周知，同軸纜的電磁場(chǎng)是關(guān)閉的、規則的，達到1000MHz的帶寬是比較容易的。
然而，對稱(chēng)電纜的電磁場(chǎng)是開(kāi)放的、既不規則也不均勻，要制造高頻對稱(chēng)電纜其難度可想而知。
很多時(shí)候，電纜制造商制造出了符合要求的對稱(chēng)電纜，可是布完線(xiàn)后，檢測發(fā)現電纜的某些指標惡化了許多，尤其是近端串音衰減和結構回波損耗兩項指標。
所有這些，歸根結底都與電纜結構規劃和制造工藝有關(guān)。
本文以1對、2對、4對高頻對稱(chēng)電纜的規劃制造為例，對規劃和制造中的一些技術(shù)進(jìn)行了討論。
2．高頻對稱(chēng)電纜的幾個(gè)重要電功能指標及其改進(jìn)辦法2.1 串音串音引起的誤碼是影響通訊間隔的主要因素之一。
根據串音發(fā)生的機理，減少線(xiàn)對間串音的方法有:a保證絕緣單線(xiàn)的均勻性和對稱(chēng)性、盡可能降低線(xiàn)對間電容不平衡是提高線(xiàn)對抗干擾才能的基礎;b在條件答應情況下,加大線(xiàn)對間的間隔;c選用優(yōu)化的節距規劃是提高串音防衛度的有力辦法; d 選用線(xiàn)對屏蔽技術(shù)，但此種方法因電磁波的反射，需求適當增加絕緣外徑，運用時(shí)也需求帶屏蔽的接插件。
e 除此之外，保證相鄰線(xiàn)對維持TEM波傳輸也可有效地減少串音[1] ,這也是高頻對稱(chēng)電纜規劃中可用的另一種理念。
我們知道，傳統對絞線(xiàn)結構的電纜中，在對絞線(xiàn)的中心有很強的電場(chǎng)，并有很大一部分走漏于絕緣層外。
如果將對絞線(xiàn)用與絕緣具有相同等效相對介電常數且損耗角正切值低的資
裁線(xiàn)機料擠一層護套(擠壓式)則大部分電磁場(chǎng)分布在絕緣和護套內，幾乎沒(méi)有電力線(xiàn)從絕緣體散發(fā)出去（見(jiàn)圖1），因而從源頭上減小了對相鄰線(xiàn)對的串音。
另一方面，電磁波在絕緣體周?chē)目諝庵袀鬟_速度（ 比在絕緣體內的傳達速度 快。
電磁場(chǎng)的這種不均勻性會(huì )一起發(fā)生沿傳達方向的電磁矢量以及垂直于傳達方向的電磁能量，從而引起串音增加。
圍繞線(xiàn)對的護套愈厚，串音改進(jìn)就愈明顯。
然而, 因為介質(zhì)損耗的原因,用這種方式來(lái)控制串音會(huì )導致衰減增加。
圖1 傳統的對絞線(xiàn)和圓形護套電纜的電磁場(chǎng)分布不過(guò)，因為護套的加入為保證電纜的特性阻抗值需求增加絕緣外徑或增加絕緣的發(fā)泡度，很終電纜的衰減并不會(huì )增加多少，有時(shí)反而略低。
因此，當串音得到有效控制時(shí)，即使信號衰減增加了，但傳輸信號時(shí)的信噪比卻增加了。
為了盡可能降低衰減，選用此思路規劃電纜時(shí)通常選用泡沫絕緣和護套。
2.2 特性阻抗與結構回波損耗特性阻抗是電纜回路上任意點(diǎn)電壓波與電流波之比，并有 （1）式中R、L、G、C分別為對稱(chēng)回路的交流電阻、電感、導體間介質(zhì)電導和導體間互電容；ω為信號的角頻率。
在高頻下無(wú)屏蔽對稱(chēng)電纜的特性阻抗近似表明為 （2）式中εe值與絕緣資料、絕緣類(lèi)型、線(xiàn)對間填充介質(zhì)的相對介電常數有關(guān)；S為回路兩導體的中心距；d為導體直徑。
在實(shí)際中常用輸入阻抗Zin來(lái)表述電纜的特性阻抗。
其定義如下: （3）式中Z0為終端開(kāi)路時(shí)的阻抗測量值；ZS為終端短路時(shí)的阻抗測量值。
因為電纜結構的不均勻性，信號在傳輸過(guò)程中會(huì )發(fā)生波的反射，反射波在某些頻率點(diǎn)相互迭加，當反射波幅值極大時(shí)，電纜的傳輸功能會(huì )在這些頻率點(diǎn)上甚至整個(gè)頻寬范圍內急劇惡化。
因此，輸入阻抗頻率掃描曲線(xiàn)是一條起伏頗大的隨機分布曲線(xiàn)。
通常用結構回波損耗來(lái)描述這種波動(dòng)情況。
結構回波損耗SRL定義如下： （4）式中Zm為擬合阻抗。
由此定義可見(jiàn)，SRL實(shí)質(zhì)是描述Zin圍繞Zm波動(dòng)大小的一個(gè)指標。
引起Zin 波動(dòng)的原因是電纜部件存在著(zhù)突發(fā)性或周期性的結構偏差或缺點(diǎn)。
如絕緣外徑波動(dòng)、導體直徑波動(dòng)、絞對時(shí)絕緣單線(xiàn)在節點(diǎn)處周期性壓傷，絕緣發(fā)泡不均勻、絕緣偏心時(shí)絞對過(guò)程因單線(xiàn)的自轉造成導體中心距S呈周期性的正（余）弦函數波動(dòng)等。
其中周期性的結構偏差或缺點(diǎn)對SRL危害很大。
因為輸入阻抗與制造過(guò)程中的許多隨機缺點(diǎn)有著(zhù)極為直接的關(guān)系，而制造過(guò)程中這許多的隨機缺點(diǎn)之間又彼此間相互關(guān)聯(lián)，相互影響，撲朔迷離，因而難以分析輸入阻抗與某個(gè)缺點(diǎn)的定量關(guān)系。
但通過(guò)長(cháng)期的生產(chǎn)實(shí)踐得知，生產(chǎn)過(guò)程中的隨機缺點(diǎn)較小時(shí)造成的阻抗波動(dòng)很小時(shí), SRL曲線(xiàn)上只出現小的尖峰。
極輕微的周期性結構不均勻造成的影響與其它缺點(diǎn)造成的影響迭加一起，很終也呈現出隨機性的波動(dòng)，這與同軸纜的情況有所不同。
當較嚴重的周期性不均勻缺點(diǎn)時(shí)，且相鄰點(diǎn)間的間隔等于電纜傳輸信號波長(cháng)的一半時(shí),在此頻率點(diǎn)及其整數倍頻率點(diǎn)上將出現顯著(zhù)的尖峰。
即有以下關(guān)系（5）式中f為SRL出現尖峰的的很低處的頻率值（MHz），T為結構波動(dòng)周期長(cháng)度單位 （m）。
某企業(yè)在生產(chǎn)六類(lèi)纜時(shí)，四對線(xiàn)的結構回波損耗曲線(xiàn)總是在60MHz 120MHz和180MHz處出現SRL峰值。
通過(guò)公式5計算得出T應在1.9m左右并以此查找原因，很終發(fā)現是成纜機出現了故障，造成成纜節距的周期性大幅度波動(dòng)。
2.3 衰減 衰減是影響傳輸間隔的又一重要因素。
其值由以下三部分衰減組成 （6）其中，金屬衰減主要由線(xiàn)對中兩根導線(xiàn)因高頻電阻發(fā)生的衰減和對周?chē)饘伲▽Ь€(xiàn)和屏蔽）反射電磁波而發(fā)生的衰減組成；介質(zhì)衰減與介質(zhì)的損耗角正切值、工作頻率和工作電容有關(guān)，其值近似與頻率成正比；阻抗不均勻時(shí)波反射引起的附加衰減是因為阻抗不均勻造成波的反射，減小了波向前傳輸的量，造成終端信號的減弱，其等效于有一附加的的“衰減”，這是造成衰減曲線(xiàn)在高頻下出現“波紋”的主要原因。
這種“波紋”可能導致個(gè)別頻率點(diǎn)上衰減不合格。
降低衰減的主要途徑是a. 選用介電常數和tgδ都低的絕緣料。
b. 選用合理的絕緣型式，如選用泡沫實(shí)心皮或泡沫或皮-泡-皮的絕緣型式。
c. 足量的導體尺寸、減小電纜結構偏差和缺點(diǎn)。
2.4 相時(shí)延和不同線(xiàn)對間的相時(shí)延差相時(shí)延是決定高頻對稱(chēng)電纜通訊間隔的關(guān)鍵參數之一。
有些通訊協(xié)議對數據幀的很小長(cháng)度有明確規定，如果鏈路的相時(shí)延過(guò)大(與電纜的相時(shí)延和鏈路上設備延時(shí)有關(guān)),在沖突發(fā)生時(shí)容易造成數據幀的丟失。
從傳達速度 可知運用等效相對介電常數較小的絕緣結構是降低相時(shí)延的重要途徑。
線(xiàn)對間的相時(shí)延差過(guò)大會(huì )導致并行傳輸數據時(shí)幀的錯誤。
減小線(xiàn)對間總的絞合系數差值或調整絕緣發(fā)泡度或微調絕緣外徑是解決相時(shí)延差的主要辦法。
3．高頻電纜規劃時(shí)需求留意的問(wèn)題規劃高頻對稱(chēng)電纜時(shí),首先要保證其電氣功能和機械物理功能滿(mǎn)足相應要求。
在規劃時(shí)很好選用計算機進(jìn)行優(yōu)化規劃。
盡可能選用結構簡(jiǎn)單、加工容易的方式。
電纜產(chǎn)品很終是要用到具體的環(huán)境中去的，電纜被安裝后也應具備杰出的傳輸功能。
這就要求電纜具有杰出的抗拉、抗壓及杰出的適應正常運用環(huán)境才能。
如室外高頻對稱(chēng)電纜宜采耐候護套資料并具備杰出的防潮才能、高溫環(huán)境下運用的高頻對稱(chēng)電纜應選用耐高溫的資料如FEP、輻照交聯(lián)聚乙烯等。
其次，因與接插件配套的原因，高頻對稱(chēng)電纜的結構尺寸還應滿(mǎn)足與相應接插件相匹配的要求。
然而，這個(gè)兩個(gè)問(wèn)題并未引起所有高頻對稱(chēng)纜制造商的重視。
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